一種多路輸出的開關變換器及其控制電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型一般地涉及電源，更具體地涉及用于多路輸出的開關變換器。
【背景技術】
[0002]隨著電子技術的發展，多路輸出變換器越來越多的應用于需要多路供電的電子產品中。為了獲得快速的瞬態響應速度、簡單的電路結構以及平滑的模式切換，可以采用恒定導通時間(COT)控制作為多路輸出變換器的控制電路。然而，對于多路輸出的COT開關變換器而言，由于各路之間的輸出電壓的不同，各路開關的導通時長也不相同，從而各路開關之間的錯相控制較難實現，各路開關之間的相位很難均勻分布，導致輸入紋波增大及電磁兼容(EMC)性能惡化。導致這種相位的不均勻主要是由于各路輸出的負載大小不同，以及電路參數的不同。
[0003]因此，希望提供一種N路輸出的開關變換器，即使在不同路輸出的參數有所不同時，也能將各路相位控制為360/N度，從而實現各路開關的錯相控制。
【實用新型內容】
[0004]為解決現有技術的一個或多個問題而提出本實用新型。
[0005]根據本實用新型一實施例的一種用于N路輸出的開關變換器的控制電路，N是大于或等于2的整數，所述開關變換器包括用于每一路的開關，所述用于每一路的開關受相應的開關控制信號控制，所述控制電路包括:N個比較電路，每個比較電路根據當前路的輸出信號和當前路的參考信號產生置位信號，以控制當前路開關的導通時刻；N個開關控制電路，每個開關控制電路根據當前路的導通時長控制信號以及置位信號產生開關控制信號以控制當前路開關的導通及關斷；其中所述控制電路根據第一路開關的開關控制信號和除第一路之外的當前路的置位信號判斷當前路開關的相位，在當前路開關處于相位超前區時，控制電路將置位信號延遲一定的置位延遲時間以調整當前路開關的導通時刻，在當前路開關處于相位滯后區時，控制電路產生參考調整信號以調整當前路開關的導通時刻。
[0006]根據本實用新型的實施例，還包括N-1個除用于第一路之外的錯相控制電路，其中每個錯相控制電路包括:相位判斷電路，根據第一路開關的開關控制信號和當前路的置位信號判斷當前路開關的相位，并產生相位判斷信號和第一延遲信號；以及相位控制電路，其中當相位判斷信號處于第一狀態時，所述相位控制電路根據第一延遲信號產生置位延遲信號以控制當前路開關延遲導通，以及當相位判斷信號處于第二狀態時，所述相位控制電路產生參考調整信號以控制當前路開關提前導通。
[0007]根據本實用新型的實施例，其中每個錯相控制電路還包括:延遲電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至相位控制電路以接收置位延遲信號，第二輸入端耦接至當前路的比較電路以接收置位信號，輸出端將置位信號延遲置位延遲信號所代表的置位延遲時間，得到延遲后的置位信號；以及運算電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至相位控制電路以接收參考調整信號，第二輸入端接收當前路的參考信號，輸出端根據當前路的參考信號和參考調整信號之和輸出調整后的參考信號；其中除用于第一路之外的N-1個比較電路，根據代表當前路的輸出信號的反饋信號和相應的調整后的參考信號的比較結果產生置位信號；以及除用于第一路之外的N-1個開關控制電路，根據延遲后的置位信號控制當前路開關的導通時刻，以及根據當前路的導通時長控制信號控制當前路開關的關斷時刻。
[0008]根據本實用新型的實施例，還包括相位判斷電路，所述相位判斷電路包括:延遲單元，具有輸入端和輸出端，其中輸入端接收第一路開關的開關控制信號，輸出端輸出置位參考信號，所述延遲單元根據第一路開關的開關控制信號變為有效以導通第一路開關的時刻延遲一定的置位參考延遲時間得到置位參考信號；以及第一計算單元，具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，其中第一輸入端耦接至延遲單元的輸出端以接收置位參考信號，第二輸入端接收當前路的置位信號，第一輸出端根據置位參考信號和當前路的置位信號判斷當前路開關的相位并輸出相位判斷信號，第二輸出端根據置位信號和置位參考信號之間的相位差產生第一延遲信號。
[0009]根據本實用新型的實施例，其中在當前路的置位信號在相位上超前于置位參考信號時，判斷當前路開關處于相位超前區，相位判斷信號變為第一狀態，第一延遲信號代表了從置位信號有效到置位參考信號有效的時間間隔；以及在當前路的置位信號在相位上滯后于置位參考信號時，判斷當前路開關處于相位滯后區，相位判斷信號變為第二狀態。
[0010]根據本實用新型的實施例，還包括相位控制電路，所述相位控制電路包括:超前區控制單元，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至第一計算單元的第一輸出端以接收相位判斷信號，第二輸入端耦接至第一計算單元的第二輸出端以接收第一延遲信號，其中當相位判斷信號處于第一狀態時，超前區控制單元的輸出端根據第一延遲信號輸出置位延遲信號，當相位判斷信號處于第二狀態時，超前區控制單元輸出的置位延遲信號為零；以及滯后區控制單元，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至第一計算單元的第一輸出端以接收相位判斷信號，輸出端輸出參考調整信號，其中當相位判斷信號處于第二狀態時滯后區控制單元根據預設值輸出參考調整信號，當相位判斷信號處于第一狀態時，滯后區控制單元輸出的參考調整信號為零。
[0011]根據本實用新型的實施例，還包括N個頻率控制環路，每個頻率控制環路根據當前路開關的開關周期和一預設的周期參考值產生第一導通時長調整信號，用于調整當前路開關的導通時長，以控制當前路開關的開關周期等于所述預設的周期參考值。
[0012]根據本實用新型的實施例，其中所述控制電路在當前路開關處于相位超前區時產生第二導通時長調整信號，并根據第二導通時長調整信號、導通時長控制信號、以及第一導通時長調整信號之和控制當前路開關的導通時長。
[0013]根據本實用新型的實施例，其中所述每個頻率控制環路包括:第二計算單元，具有輸入端和輸出端，其中輸入端接收當前路開關的開關控制信號，輸出端根據當前路開關的開關控制信號輸出代表了當前路開關的開關周期的周期信號；誤差放大電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至第二計算單元的輸出端以接收周期信號，第二輸入端接收周期參考信號，輸出端根據周期信號和周期參考信號之間的差值輸出誤差信號；以及補償網絡，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至誤差放大電路的輸出端以接收誤差信號，輸出端根據誤差信號輸出第一導通時長調整信號。
[0014]根據本實用新型一實施例的一種N路輸出的開關變換器，N是大于或等于2的整數，所述開關變換器包括用于每一路的開關以及如前所述的控制電路，所述用于每一路的開關受相應的開關控制信號控制。
[0015]根據本實用新型提供的N路輸出的開關變換器及其控制電路，即使在不同路之間的電路參數、負載狀態有所不同時，也能將各路相位控制為360/N度，從而較好的實現錯相控制。
【附圖說明】
[0016]結合附圖，根據對示例性實施例的以下說明，本實用新型的總體構思的上述和/或其他方面將變得顯而易見并更易于理解，在附圖中，相同或相似的附圖標記指示相同或相似的組成部分。其中:
[0017]圖1示出了根據本實用新型實施例的多路輸出的開關變換器100的框圖。
[0018]圖2示出了根據本實用新型實施例的多路輸出的開關變換器200的電路原理圖。
[0019]圖3示出了根據本實用新型實施例的圖2所示開關變換器200的相位判斷電路16」的電路原理圖。
[0020]圖4示出了根據本實用新型實施例的圖3所示相位判斷電路16」的波形圖。
[0021]圖5示出了根據本實用新型實施例的圖2所示開關變換器200的相位控制電路17」的電路原理圖。
[0022]圖6示出了根據本實用新型實施例的圖5所示相位控制電路17」控制下的開關變換器200的波形圖。
[0023]圖7示出了根據本實用新型實施例的圖2所示開關變換器200的用于第一路至第N路的頻率控制環路13」的電路原理圖。
[0024]圖8示出了根據本實用新型又一實施例的多路輸出的開關變換器800的電路原理圖。
[0025]圖9示出了根據本實用新型又一實施例的多路輸出的開關變換器900的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0026]下面將詳細描述本實用新型的具體實施例，應當注意，這里描述的實施例只用于舉例說明，并不用于限制本實用新型。在下面對本實用新型的詳細描述中，為了更好地理解本實用新型，描述了大量的細節。然而，本領域技術人員將理解，沒有這些具體細節，本實用新型同樣可以實施。為了清晰明了地闡述本實用新型，本文簡化了一些具體結構和功能的詳細描述。此外，在一些實施例中已經詳細描述過的類似的結構和功能，在其它實施例中不再贅述。盡管本實用新型的各項術語是結合具體的示范實施例來一一描述的，但這些術語不應理解為局限于這里闡述的示范實施方式。
[0027]圖1示出了根